第1周数字电路与逻辑设计课件大课

本文格式为Word版，下载可任意编辑——第1周数字电路与逻辑设计课件大课数字电路与规律设计主讲宗建华曹淑宽邓革本课程的性质地位和作用数字电路与规律设计是电子通信计算机自动操纵等专业重要的专业根基课它是一门实践性很强的课程主要任务是为学习专业学识和从事工程技术工作打好数字电子技术的理论根基电地暖教学目的和要求获得适应信息时代的数字电子技术方面的根本理论根本学识和根本技能掌管数字电路的分析与设计方法将理论与测验相结合加强根本技能的训练进一步培养学生分析问题与解决问题的才能为以后深入学习数字电子技术领域的相关内容和专业应用打好根基第1章数字概念第2章计数系统运算和编码第3章规律门第4章布尔代数和规律化简第5章组合规律第6章组合规律电路函数第7章锁存器触发器和定时器第8章计数器第9章移位寄放器课程内容第10章内存和外存第11章数字信号处理第12章集成电子技术测验安置将于11周后的小课安置测验主要分为以下几片面1数字器件的熟悉与验证2组合规律电路测验3时序规律电路测验课程考核标准本门课程的最终劳绩为各项劳绩之和教材数字电子技术第九版美ThomasLFloyd著余璆等译电子工业出版社20225参考教材数字电子技术根基阎石主编高等教导出版社20226数字电子技术其次版杨志宗主编高等教导出版社电子技术根基数字片面康华光主编高等教导出版社课程采用的教材参考书第1章数字概念11数字量和模拟量12二进制数规律电平和数字波形教学内容教学要求1理解数字信号与模拟信号的识别掌管数字量的概念2掌管二进制数规律电平与数字波形之间的对应关系数字技术的进展及其应用80年头后ULSI10亿个晶体管片ASIC制作技术成熟6070代IC技术急速进展SSIMSILSIVLSI10万个晶体管片将来高分子材料或生物材料制成密度更高三维布局的电路90年头后97年一片集成电路上有40亿个晶体管进展特点以电子器件的进展为根基电子管时代1906年福雷斯特等研发了电子管电子管体积大重量重耗电大寿命短目前在一些大功率放射装置中使用电压操纵器件电真空技术晶体管时代电流操纵器件半导体技术半导体集成电路集成度每一芯片所包含的门个数电路设计方法伴随器件变化从传统走向现代a传统的设计方法b现代的设计方法数码相机计算机数字技术的应用根据电路的布局特点及其对输入信号的响应规矩的不同数字电路可分为组合规律电路和时序规律电路从电路的形式不同数字电路可分为集成电路和分立电路从器件不同数字电路可分为TTL和CMOS电路从集成度不同数字集成电路可分为小规模中规模大规模超大规模和甚大规模五类1数字集成电路的分类数字集成电路的分类及特点2数字集成电路的特点1电路简朴便于大规模集成批量生产2稳当性稳定性和精度高抗干扰才能强3体积小通用性好本金低4具可编程性可实现硬件设计软件化5高速度低功耗6加密性好数字集成电路的分类及特点3数字电路的分析设计与测试1数字电路的分析方法根据电路确定电路输出与输入之间的规律关系分析工具规律代数电路规律功能主要用真值表功能表规律表达式和波形图2数字电路的设计方法从给定的规律功能要求启程选择适当的规律器件设计出符合要求的规律电路数字集成电路的分类及特点模拟量和数字量电子电路分为两大类一类是模拟电路一类是数字电路模拟电路研究的是模拟量数字电路研究的是数字量模拟量具有连续的值数字量具有离散的值模拟量和数字量1模拟信号电子电路中的信号分为两大类一类是模拟信号指在时间和数值上都是连续变化的信号如模拟话音温度压力等一类物理量的信号工作在模拟信号下的电子电路称为模拟电路在工程上为了便于分析常用传感器将模拟量转换为电流电压或电阻等电量再举行分析模拟量和数字量时间温度2数字信号另一类是数字信号指在时间和数值上都是离散的信号如各种脉冲信号等工作在数字信号下的电子电路称为数字电路tmsVV5010203040数字电路和模拟电路工作信号研究的对象不同分析设计方法以及所用的数学工具也相应不同模拟量和数字量模拟量和数字量时间温度模拟信号的数字表示由于数字信号便于存储分析和传输通常都将模拟信号转换为数字信号模拟电子系统模拟电子电路处理的是模拟信号扩音系统是一个典型的模拟电子系统线性放大器原始声音麦克风音频信号放大的音频信号扬声器恢复的声音使用数字方法和模拟方法的系统光盘播放器是一个同时使用数字电路和模拟电路的系统二进制数规律电平和数值波形二值数字规律和规律电平在电路中用高低电平表示10两种规律状态01数码表示数量时称二进制数1个二进制数为1位1bit规律电平与电压值的关系二进制数规律电平和数值波形二值数字规律和规律电平无特殊说明通常指正规律规律电平用来表示1和0的电压称为规律电平一个电平表示高电压另一个电平表示低电压高电压可以是指定的一个电压取值范围内的任意值低电压可以是指定的最小值和最大值之间的任意值二进制数规律电平和数值波形数字信号所表现的形式是一系列高低电平组成的脉冲波即信号总是在高电平和低电平之间来回变化重要的是要能正确区分出信号的高低电平并正确反映电路的输出与输入之间的关系至于高低电平值精确为多少的电压值那么无关紧要tmsVVa用规律电平描述的数字波形b16位数据的图形表示数字波形数字波形是信号规律电平对时间的图形表示二进制数规律电平和数值波形波形特性周期性和非周期性二进制数规律电平和数值波形非周期性数字波形周期性数字波形实际脉冲波形及主要参数占空比Q表示脉冲宽度占整个周期的百分比上升时间tr和下降时间tf从脉冲幅值的10到90上升下降所体验的时间典型值ns脉冲宽度tw脉冲幅值的50的两个时间所跨越的时间周期T表示两个相邻脉冲之间的时间间隔周期与频率成倒数例下图为某周期数字波形的一片面单位为ms试计算周期频率和占空比解a周期是10msb频率是c占空比为例设周期性数字波形的高电平持续6ms低电平持续10ms求占空比q解因数字波形的脉冲宽度tw6ms周期T6ms10ms16ms数字波形携带二进制信息计数系统处理的二进制信息以波形的形式展现它表示一系列的二进制位当波形为高电平日表示1为低电平日表示0每个位在一个序列里所占的固定时间间隔称为位时间数字波形携带二进制信息全体波形都与一个根本时序波形同步称之为时钟时钟是周期波每两个脉冲之间的间隔等于一个位时间波形A的位序列时钟位时间数字波形携带二进制信息时序图表示两个或以上个波形的实际时间关系在此时钟周期内AB和C信号都为高电平数据传送数据传送就是把某种信息从一个电路传递到另一个电路假设是一位一位的传送那么是串行传送多位一起传送那么是并行传送数据传送串行传送并行传送计算机调制解调器计算机打印机数据传送例试给出下图波形A中串行传送8个位所需要的时间并指出位的依次时钟以100khz为基准并行传送8个位需要多少时间数据传送解由于时钟的频率为100kHz周期为传送每位需要的时间传送8位需要的时间为并行传输8位需要的时间为数字信号与数字电路模拟信号数字信号模数转换传感器放大数字信号所表现的形式是一系列高低电平